مطالعه الگوی بیان ژن مقاومت به تنش خشکی در گیاه ذرت

چکیده خشکی از جمله تنش های محیطی است که به عنوان مهم ترین عامل محدود کننده ی رشد و تولید گیاهان زراعی در اکثر نقاط جهان و ایران شناخته شده است. برای مطالعه الگوی بیان ژن مقاومت به تنش خشکی در گیاه ذرت دو هیبرید 704 (متحمل) و 260 (حساس) مورد بررسی قرار گرفتند. در این پژوهش 24 گلدان برای هر رقم (12 گلدان شاهد و12 گلدان سطح تنش) به طور جداگانه در نظر گرفته شد، کشت در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه بین المللی امام خمینی صورت گرفته و اعمال تنش خشکی در مرحله ی 4 برگی بر روی ارقام ذرت انجام گرفت. گلدان های با آبیاری نرمال (5 روز یک بار) به عنوان شاهد و گلدان هایی مربوط به تیمار تنش خشکی (با قطع آب 18 روزه ) در کل دوره رشد در نظر گرفته شدند، همچنین اندازه گیری طول گیاه، طول برگ، عرض برگ، میزان کلروفیل و rwc در دو سطح نرمال و تنش و بیان چهار ژن pip1.1، dreb2، apx و catدر برگ و ریشه دو رقم 704 و 260 در دو سطح شاهد و تنش با استفاده دستگاه real time-pcr انجام گرفت. ژن pip1.1 آکوپارین ها را کد نموده و گیاه را در برابر تنش های غیرزنده از جمله خشکی محافظت می کند و از راه های مختلف از جمله فعالیت در کانالهای آبی گیاه را در مقابل خشکی محافظت می کند. ژن dreb2مسیر انتقال پیام از آبسیزیک اسید را دنبال می کند، دو زیر شاخه این پروتیین dreb1 و dreb2 می باشد که بطور جداگانه و به ترتیب در تنش سرما وکم آبی نقش دارند. آنتی اکسیدانت های apx وcat گیاه را در برابر رادیکال های آزاد محافظت می کنند. نتایج تجزیه واریانس صقات مرفولوژیکی در دو رقم 704 و 260 نشان داد صفات در بین دو سطح نرمال و تنش دارای اختلاف معنی دار بوده و همچنین نتایج ارزیابی ژن ها نشان داد رقم 704 به عنوان ژنوتیپ مقاوم دارای بیشترین بیان در مورد چهار ژن بود. برگ رقم 704 از نظر بیان ژن dreb2 با 4 برابر، ژن pip1 با 7 برابر، ژن apx با 9 برابر و ژن cat با 7 برابر افزایش نسبت به شرایط نرمال بیان نشان داد. همچنین بیان هر چهار ژن در بافت ریشه در بین سطوح شاهد و تنش هر دو رقم پائین بود. بیان ژن های pip1.1، dreb2، apx و catدر برگ و ریشه رقم 704 نسبت به رقم 260 بیان بیشتری داشته و دارای اختلاف معنی دار بودند، در نتیجه می توان گفت تجمع این ژن ها در هیبرید 704 شاید عاملی برای افزایش مقاومت این رقم در مقابل خشکی بوده و یا انتقال آن ژن ها چه از طریق روشهای اصلاحی کلاسیک یا مهندسی ژنتیک به ارقام حساس پر عملکرد باعث افزایش مقاومت شود.